可冲散性湿巾及其非织造布的技术发展现状

王 磊

（浙江启美日用品有限公司，浙江 海宁 314423）

水刺非织造布的工艺流程如下：应用高速、高压的水流，使布料纤维相互缠绕，因为工艺制作过程中不会增添黏合剂等物品，所以该作业方式更为环保，不会产生污染等情况。此外，水刺非织造布不仅透气性强，布料也更为柔软亲肤，适合与人体皮肤接触。将水刺非织造布作为原材料的产品在相关行业占比普遍较高，主要是因为此类材质涵盖多种纤维，能满足多样化需求，同时此种布料性价比较高，优点较多，所以得到广泛应用。当下，将水刺非织造布作为原材料的产品包括湿巾等。

1 可冲散型湿巾的尺寸要求

根据2012年美国非织造布的行业要求，真正可冲入马桶的可冲散性湿巾应做到百分百冲出、百分百分解以及百分百生物降解。传统对可冲散性湿巾的研究认为，只要将尺寸为20 cm的湿巾缩小到14 cm，就能保证冲入马桶后不会堵塞马桶，这一类型的湿巾目前被称作尺寸型可冲散湿巾。根据相关试验结果可知，这一类型的可冲散湿巾能顺利地冲入马桶，并且不会将马桶堵塞。其他研究表明，早期市场上销售情况比较好的几种尺寸型可冲散湿巾都不能同时具备百分百冲出、百分百分解以及百分百生物降解的特性，所以这些类型的尺寸型可冲散湿巾并不具有严格意义上的可冲散性。其中，普通类型的湿巾产品尺寸通常大于其他可冲散性湿巾，所以无法从马桶中冲出，甚至会堵塞马桶。虽然普通湿巾本身并不具备分散性，但也能百分百生物降解。虽然其他类型的可冲散性湿巾尺寸较小，可以冲出马桶，但不能有效分散或只有一小部分能被生物降解[1]。由此可见，能被冲出并不代表能被冲散，也并不代表能被生物降解，同时也表明，湿巾的尺寸设计极为重要。

2 木浆气流成网和胶合非织造布在可冲散性湿巾生产过程中的具体应用

要想观察到非织造布的可冲散性或能否被生物降解，要先从制作非织造布所使用的原材料、生产流程以及使用过程入手。利用尺寸较小的非织造布制作而成的湿巾，能有效确保其可从马桶中被冲出，如果非织造布的制造原材料具备生物降解的性能，就能确保利用非织造布制作而成的湿巾产品能被生物降解。因此，在设计湿巾产品时，难度最大的依旧是保证湿巾的可分散性能，一方面，需要保障湿巾在使用后容易分散；另一方面，需要保障湿巾在使用过程中具备一定的强度。当前，木浆气流成网非织造布、胶合非织造布既能在使用过程中具备一定的强度，也能在使用后易于分散。这种类型的非织造布具备与卫生纸一样的可冲散性，与此同时，其强度也能满足日常的基本使用需求。

3 水刺非织造布在可冲散性湿巾生产制作中的具体应用

3.1 水刺技术的作业流程

当前，普遍的水刺技术作业流程如下：（1）计算纤维；（2）做到开松混合；（3）把纤维整理成网状结构；（4）对纤维网的正面和反面进行水刺缠绕；（5）烘干；（6）将布料卷绕。

3.2 水刺法概述

首先，水刺加固法的理念为选择高速和高压的水流穿透布料的纤维网络，水流穿透布料后会产生反弹，由此可以了解到，水流会在布料的纤维网内反复流动。在此情况下，水流会在穿梭时从多个方向增强对纤维网的冲击，经过一定时间，纤维会产生变化，如位移、缠绕等，进而增强纤维网的稳固性。其次，工作人员需选择符合水刺法要求的设备，常见的设备较多，除了多重喂料机械设备，还有输送帘、开松机械和储棉箱、梳理机械与交叉纤维网铺设机械等。

3.3 测试材料的种类

此次试验共选择5种不同类型的水刺非织造布：1号试验产品布料纤维全部为涤纶，纤维网是交叉的形式；2号试验产品布料纤维全部为涤纶，纤维网是平行的形式；3号试验产品布料纤维中80%为涤纶，另外20%为黏胶，纤维网是平行的形式；4号试验产品布料纤维一半为涤纶，另外一半为黏胶，纤维网是交叉的形式；5号试验产品布料纤维全部为黏胶，纤维网是交叉的形式。测试分析：首先，对于以上5种不同类型的试验产品，可以通过显微镜拍摄的照片清晰地看到所有布料下位都是短纤维。短纤维的特点就是直径较小，并且所有纤维排列整齐。由较短纤维构成的纤维网一旦遇到速度较快、压强较高的水利冲击，就会更加迅速地缠绕，进而大幅提高加固纤维网的工作效率。其次，通过对以上5种试验产品的正反面照片进行观察能够明显看到，所有试验产品中的纤维都是混乱分布，所有的纤维都是相互缠绕在仪器上。出现这种现象的主要原因是运用了水刺加工技术。利用水刺法对布料进行加工时，分布混乱的布料纤维因受到速度快、压强高的水流冲击，相互产生一定程度的干扰，变得更加牢固，形成水刺非织造布。再次，从显微镜所拍摄的照片能够明显看到，试验产品布料纤维之间都是相互缠绕，而相互缠绕的方式主要有两种：第一种是单纤维缠绕，这种缠绕方式的特点就是外表更加光滑；第二种则相反，表面比较粗糙。涤纶材质横截面的形状是圆形，纵向的切面特点就是光滑不粗糙并且平直，而黏胶材质的横截面是锯齿状，从黏胶纵向切面中能够清楚地看到有条纹。从次，在等同速率下，这5种不同类型的试验产品结构比较相近，但是细节之处还存在一定的差别，不仅是因为使用了水刺加工技术，还与布料纤维的组成结构有比较密切的联系。对于水刺非织造布材料的厚度，当非织造布受到一定冲击时，可以对布料正反两面之间的距离进行精细测量，测量结果实际上就是布料的厚度。测量布料厚度的主要作用就是精准掌握水刺非织造布的张力性能以及密度，这样有利于对可冲散性湿巾进行后续研究并推动其发展。厚度是布料的一项较基础的物理性质，厚度与布料的其他性能，例如透气性、强度、刚性以及手感等都有较大联系，因此，研究水刺非织造布的物理性质对可冲散性湿巾的发展有重要的现实意义。最后，对于不同类型的试验产品厚度，测量数据如下：1号试验产品的厚度为0.34 mm，2号试验产品的厚度为0.31 mm，3号试验产品的厚度为0.41 mm，4号试验产品的厚度为0.43 mm，5号试验产品的厚度为0.51 mm。所有试验产品的厚度都是经过至少40次的测量并取平均值所得到的结果。从测量所得数据能明显看到，水刺非织造布试验产品的厚度与面密度之间呈正相关，也就是说，如果可冲散性湿巾的面密度不断增加，湿巾的厚度也会不断增加，布料的厚度越均匀。因此，如果水刺非织造布的面密度更加均匀，说明试验产品的力学性能更好[2]。

3.4 水刺非织造布材料的面密度

所谓的面密度实际上就是指单位面积织物的质量，面密度的单位是g/m2。面密度与水刺非织造布试验产品的质量有非常直接的关系，试验所得结果如下：1号水刺非织造布试验产品的面密度为39.1 g/m2，2号水刺非织造布试验产品的面密度为43.2 g/m2，3号水刺非织造布试验产品的面密度为50.5 g/m2，4号水刺非织造布试验产品的面密度为62.1 g/m2，5号水刺非织造布试验产品的面密度为70.8 g/m2。依照试验结果能明显看出，水刺非织造布试验产品的面密度与布料的厚度呈正相关，水刺非织造布试验产品的布料越厚，产品的面密度就越大；水刺非织造布试验产品的布料越薄，产品的面密度就越小。布料的面密度越小，代表试验产品中纤维的分布更加整齐、均匀，试验产品的厚度也会更加平均，所以经过试验检测的水刺非织造布产品的面密度也会更加均匀[3]。

3.5 水刺非织造布材料的力学性能

对上述5种水刺非织造布试验产品的力学性能测试结果如下：1号水刺非织造布试验产品的纵向断裂强度为141.0 N，纵向断裂伸长量为33.80 mm；横向断裂强度为71.6 N，横向断裂伸长量为45.70 mm；斜向断裂强度为69.6 N，斜向断裂伸长量为55.90 mm。2号水刺非织造布试验产品的纵向断裂强度为116.0 N，纵向断裂伸长量为24.60 mm；横向断裂强度为4.0 N，横向断裂伸长量为131.20 mm；斜向断裂强度为28.5 N，斜向断裂伸长量为76.90 mm。3号水刺非织造布试验产品的纵向断裂强度为79.1 N，纵向断裂伸长量为32.80 mm；横向断裂强度为4.0 N，横向断裂伸长量为75.10 mm；斜向断裂强度为31.5 N，斜向断裂伸长量为84.60 mm。4号水刺非织造布试验产品的纵向断裂强度为113.0 N，纵向断裂伸长量为49.20 mm；横向断裂强度为85.2 N，横向断裂伸长量为55.20 mm；斜向断裂强度为81.6 N，斜向断裂伸长量为54.70 mm。5号水刺非织造布试验产品的纵向断裂强度为133.6 N，纵向断裂伸长量为22.50 mm；横向断裂强度为52.4 N，横向断裂伸长量为64.40 mm；斜向断裂强度为67.2 N，斜向断裂伸长量为31.40 mm。本次试验所得数据是经过30次重复试验取得的平均值，斜向角度统一为斜45°。从试验结果能够看到：首先，非织造布测试试验产品1、试验产品4和试验产品5的成网方式都是交叉成网，而试验产品2和试验产品3的成网方式都是平行成网，平行成网中的纤维全部为纵向分布，纤维纵向以及横向强度差距较大。其次，布料的成网方式与布料的强度有直接关系，试验产品1和试验产品2的纤维结构几乎一样，面密度也几乎相同，但成网方式不同。交叉成网布料中的纤维分布比较杂乱，缠绕紧实，因此，交叉成网的水刺非织造布断裂强度比平行成网的水刺非织造布断裂强度大[4]。最后，涤纶的强度比黏胶的强度更大，如果涤纶含量增加，水刺非织造布测试试验产品1的断裂强度应大于水刺非织造布测试试验产品4的断裂强度。

4 结语

当前，国外较发达国家对可冲散性非织造布湿巾产品制造的研究已经进入商业生产销售环节，我国与这些较发达国家之间的差距较大，因此，需要加强对技术研发的重视。随着商业化程度和人们的生活水平不断提高，我国越来越重视非织造布的研究与应用，大量的新技术、新材料、新工艺将被研发出来并且投入实际应用，不仅可以有效促进我国经济快速、健康发展，还有利于保护生态环境。